(57)【要約】  本発明の一態様に係るロータは、円柱状のロータコアと、このロータコアの軸心を含む視線より見た場合に前記ロータコアの周方向に沿って所定の極ピッチ角に並んで配置された永久磁石と、を備えたロータであって、前記ロータコアは、前記ロータコアの外周面に形成された、前記永久磁石が挿入される開口部と、前記開口部の周方向両側にそれぞれ前記軸心方向に延在する一対の第１溝及び第２溝からなる、磁極数分だけ形成された補極形成溝と、前記第１溝とこの第１溝に隣り合う前記第２溝との間に形成された補極と、前記ロータコアのヨーク部の、前記開口部と前記補極形成溝との間に形成されたリブと、を有し；前記リブに、前記ロータの軸心を含む断面の断面視において前記ヨーク部の中で最も厚さの薄い薄肉部からなる応力吸収部が形成されている。
2012014836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のロータコアと、このロータコアの軸心を含む視線より見た場合に前記ロータコアの周方向に沿って所定の極ピッチ角に並んで配置された永久磁石と、を備えたロータであって、
前記ロータコアは、
前記ロータコアの外周面に形成された、前記永久磁石が挿入される開口部と、
前記開口部の周方向両側にそれぞれ前記軸心方向に延在する一対の第１溝及び第２溝からなる、磁極数分だけ形成された補極形成溝と、
前記第１溝とこの第１溝に隣り合う前記第２溝との間に形成された補極と、
前記ロータコアのヨーク部の、前記開口部と前記補極形成溝との間に形成されたリブと、
を有し；
前記リブに、前記ロータの軸心を含む断面の断面視において前記ヨーク部の中で最も厚さの薄い薄肉部からなる応力吸収部が形成されている；
ことを特徴とするロータ。
【請求項２】
前記開口部の長手方向軸線が、前記ロータコアの前記軸心を含む視線より見た場合に前記極ピッチ角の中心角を通る中心線に直交するように形成され；
前記リブの側面は、前記永久磁石側の第１リブ側面と、この第１リブ側面から前記開口部へ繋がる第一の円弧と、前記補極側の第２リブ側面と、この第２リブ側面から前記補極へ繋がる第二の円弧と、を有し；
前記応力吸収部は、前記第１リブ側面と前記第２リブ側面との間に設けられている；
ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記ロータコアの前記軸心を含む視線より見た場合に、前記ヨーク部における前記軸心からの距離が、前記極ピッチ角の中心角を通る中心線と前記ロータコアの外周面との交点から前記極ピッチ角の周方向両端部に近づくに従って短くなることを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項４】
前記永久磁石の径方向外側の平面部に対向する前記開口部の内壁側面の周方向の中央が、前記内壁側面の周方向の両端部に対して前記ロータコアの径方向外側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータと；
前記ロータを囲繞する円筒状のステータと；
前記ステータのティース部に巻回された巻線と；
を有することを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータおよびモータに関する。
本願は、２０１０年７月３０日に、日本に出願された特願２０１０−１７２２６０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軸心回りに回転自在に支持されるとともに、永久磁石が配設されたロータと、ロータの周囲に対向配置されるとともに、コイルが巻回されたステータとを備えたモータが知られている。このようなモータにおいては、モータの高トルク化を図り、電動機の高性能化を図るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
例えば、特許文献１の永久磁石電動機（モータ）には、回転磁界を発生する固定子（ステータ）の内側に回転子（ロータ）が配されている。このロータのｄ軸付近には、断面長方形の複数の第１の永久磁石が、円周方向に等間隔となるように埋設されている。さらに、ｑ軸付近には、角柱形状の複数の第２の永久磁石が円周方向に等間隔に配置されている。これら第１および第２の永久磁石によって主磁極が形成されており、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路（磁路）が確保されている。また、ロータには補極が形成されており、さらに、フラックスバリアが第１の永久磁石の両端部側に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２０００−３３３３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１のロータでは、ロータコアの周縁部に切欠部（補極形成溝）が形成されたフラックスバリアが提案されている。このようなロータは、軸心を中心として回転駆動する際に、永久磁石に遠心力が発生する。その結果、永久磁石と補極形成溝との間に形成されたリブの付け根（リブの径方向外側端部）に応力が集中する。従って、このようなロータは、リブの付け根部分を強固にし、ロータコアが折れ曲がらないようにする必要がある。このため、従来のロータは、リブの付け根部分の厚さを確保できるように設計しなければならないという問題がある。【０００６】
そこで、本発明は、リブの付け根の応力集中を抑制可能なロータおよびモータの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の各態様は以下の手段を採用した。
〔１〕本発明の一態様に係るロータは、円柱状のロータコアと、このロータコアの軸心を含む視線より見た場合に前記ロータコアの周方向に沿って所定の極ピッチ角に並んで配置された永久磁石と、を備えたロータであって、前記ロータコアは、前記ロータコアの外周面に形成された、前記永久磁石が挿入される開口部と、前記開口部の周方向両側にそれぞれ前記軸心方向に延在する一対の第１溝及び第２溝からなる、磁極数分だけ形成された補極形成溝と、前記第１溝とこの第１溝に隣り合う前記第２溝との間に形成された補極と、前記ロータコアのヨーク部の、前記開口部と前記補極形成溝との間に形成されたリブと、を有し；前記リブに、前記ロータの軸心を含む断面の断面視において前記ヨーク部の中で最も厚さの薄い薄肉部からなる応力吸収部が形成されている。【０００８】
〔２〕上記〔１〕に記載のロータでは、前記開口部の長手方向軸線が、前記ロータコアの前記軸心を含む視線より見た場合に前記極ピッチ角の中心角を通る中心線に直交するように形成され；前記リブの側面は、前記永久磁石側の第１リブ側面と、この第１リブ側面から前記開口部へ繋がる第一の円弧と、前記補極側の第２リブ側面と、この第２リブ側面から前記補極へ繋がる第二の円弧と、を有し；前記応力吸収部は、前記第１リブ側面と前記第２リブ側面との間に設けられていてもよい。【０００９】
〔３〕上記〔１〕に記載のロータでは、前記ロータコアの前記軸心を含む視線より見た場合に、前記ヨーク部における前記軸心からの距離が、前記極ピッチ角の中心角を通る中心線と前記ロータコアの外周面との交点から前記極ピッチ角の周方向両端部に近づくに従って短くなってもよい。【００１０】
〔４〕上記〔１〕に記載のロータでは、前記永久磁石の径方向外側の平面部に対向する前記開口部の内壁側面の周方向中央が、前記内壁側面の周方向の両端部に対して前記ロータコアの径方向外側に位置していてもよい。【００１１】
〔５〕本発明の一態様に係るモータは、上記〔１〕〜〔４〕の何れか１項に記載のロータと；前記ロータを囲繞するように配された円筒状のステータと；前記ステータのティース部に巻回された巻線と；を有する。
【発明の効果】
【００１２】
上記〔１〕の態様に係るロータによれば、開口部に永久磁石が挿入された状態でロータコアが軸心回りに回転すると、永久磁石に遠心力が発生する。この際、永久磁石の応力がリブの応力吸収部に集中するが。この応力吸収部は、ロータの軸心を含む断面の断面視においてヨーク部の中で最も厚さの薄い薄肉部からなるため、ロータに発生する応力を効率よく吸収できる。このため、リブの付け根への応力集中を抑制できる。以上により、リブの付け根部分の厚さを確保する必要がなくなり、ロータの軽量化を実現することができる。【００１３】
また、上記〔２〕の態様に係るロータによれば、開口部の長手方向軸線が、ロータコアの前記軸心を含む視線より見た場合に極ピッチ角の中心角を通る中心線に直交するように形成されているため、ロータコアの回転による永久磁石の応力をリブに集中させることができる。また、リブの側面が永久磁石側の第１リブ側面と、この第１リブ側面へ繋がる第一の円弧と、補極側の第２リブ側面と、この第２リブ側面から前記補極へ繋がる第二の円弧と、を有しているため、ロータコアの回転による応力を第１リブ側面と第２リブ側面との間に集中させることができる。以上により、ロータコアの回転による応力を、第１リブ側面と第２リブ側面の間に設けられた応力吸収部で効率よく吸収できる。【００１４】
また、上記〔３〕の態様に係るロータによれば、軸心からの距離が、極ピッチ角の中心角を通る中心線とロータコアの外周面との交点から極ピッチ角の周方向両端部に近づくに従って短くなる。このため、ロータコアの外周面とステータの外周面との間の距離が極ピッチ角の周方向両端部に近づくほど大きくなり、ロータコアの回転によるトルクリップルおよびコギングトルクを低減することができる。その結果、ロータコアが回転する際のモータ駆動時に振動や騒音を抑制することができる。
また、極ピッチ角の周方向両端部において、ロータコアの外周面とステータの外周面との間には距離がある。このため、ロータコアの回転による応力が応力吸収部で吸収されることによってリブが伸張しても、リブの伸張した箇所がロータの最外周面より径方向外側に突出しにくい。よって、ステータとロータの干渉を確実に防止できる。また、ステータとロータとの間の隙間（ギャップ）をより小さくすることができる。【００１５】
また、上記〔４〕の態様に係るロータによれば、ロータ回転時に永久磁石に遠心力が発生すると、永久磁石は少なくとも開口部の内壁側面の周方向の両端部の２箇所に当接する。このため、永久磁石が開口部の内壁側面の一箇所に集中して当接することがなく、ロータコアに応力集中箇所が発生することを抑制できる。したがって、ロータコアの強度を向上することができる。【００１６】
また、上記〔５〕の態様に係るモータによれば、応力吸収部がリブに形成されていることにより、ロータ回転時に永久磁石に発生する遠心力に起因した応力を応力吸収部で吸収できる。その結果、リブの付け根への応力集中を抑制できる。このため、リブの付け根部分の厚さを確保する必要がなく、ロータコアの設計自由度を向上させるとともに、ロータコアの軽量化を実現することができる。また、ロータコアに補極が形成されていることにより、リラクタンストルクを発生させつつ、トルクリップルを低減することができる。以上により、トルクを向上可能なモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態におけるモータユニットの概略構成断面図である。
【図２】同実施形態におけるロータの平面図である。
【図３】同ロータの部分拡大図である。
【図４】同実施形態におけるロータコアの外周面にギャップを設けたときのコギングトルクおよびトルクリップルの変化を示すグラフである。
【図５】図３の部分拡大図に、リブの形状を説明するために必要な線分を記入した図である。
【図６】本発明の一実施形態における補極形成溝の別の態様の形状を示す図（図３に対応）である。
【図７】本発明の一実施形態における補極形成溝のさらに別の態様の形状を示す図（図３に対応）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の一実施形態に係るモータについて図１〜図７を参照して説明する。なお、本実施形態では車両用モータユニットとして用いられるモータについて説明する。
図１は、車両用モータユニットの概略構成断面図である。図１に示すように、車両用モータユニット（以下、モータユニットという。）１０にはモータ２３が設けられている。このモータ２３にはロータ２２が備えられている。ロータ２２には巻線（コイル）２０が回巻された円筒状のステータ２１および永久磁石４８が配されている。また、ロータ２２はステータ２１と所定間隔を空けて対向配置されている。
さらに、モータユニット１０には、モータハウジング１１と、ミッションハウジング１２と、センサハウジング１３とが備えられている。モータハウジング１１にはモータ２３が収容されている。また、ミッションハウジング１２はモータハウジング１１の一方側に締結され、動力伝達部（不図示）が収容されている。モータ２３の出力軸２４から発生した動力は、この動力伝達部に伝達される。センサハウジング１３はモータハウジング１１の他方側に締結され、その中にはモータ２３の回転センサ２５が収容されている。なお、モータハウジング１１の内部はモータ室３６として、ミッションハウジング１２の内部はミッション室３７として、センサハウジング１３の内部はセンサ室３８として、それぞれ構成されている。
【００１９】
モータハウジング１１は、モータ２３全体を覆うような略円筒形状で形成されている。モータハウジング１１とミッションハウジング１２との境界部のミッションハウジング１２側には、モータ２３の出力軸２４の一端を回転自在に支持するベアリング２６が設けられている。そして、モータハウジング１１とセンサハウジング１３との境界部のセンサハウジング１３側には、モータ２３の出力軸２４の他端を回転自在に支持するベアリング２７が設けられている。
【００２０】
モータハウジング１１の壁部３１、ミッションハウジング１２の壁部３２およびセンサハウジング１３の壁部３３には、互いに連通するブリーザ通路３５がそれぞれ形成されている。
さらに、モータハウジング１１の壁部３１内には、モータ２３を冷却するためのウォータジャケット４０が、モータ２３のステータ２１を全周覆うように設けられている。また、ステータ２１は、モータハウジング１１に圧入されており、モータハウジング１１の内周面に密着するように配されている。
【００２１】
ミッションハウジング１２内には、モータユニット１０内で使用している潤滑オイルを分離するためのブリーザ室４２が形成されている。これにより、動力伝達部（ギア）やモータ２３の回転により飛散した潤滑オイルはブリーザ室４２で分離され、ブリーザ配管３９から外部へ漏れ出すことを防止することができる。
【００２２】
このブリーザ室４２は、モータユニット１０の最上部にあたる位置に形成されている。また、ブリーザ室４２はブリーザ通路３５と連通しており、ブリーザ配管３９からモータユニット１０内の高圧・高温の空気を排出することができるようになっている。さらに、ブリーザ室４２は、ブリーザ通路３５を介してモータ室３６、ミッション室３７、およびセンサ室３８と連通している。
【００２３】
ここで、モータユニット１０のロータ２２の構成について図２、図３を用いて詳細に説明する。図２はロータ２２の平面図であり、図３はロータ２２の部分拡大図（図２のＡ部）である。
図２に示すように、ロータ２２は、円柱状のロータコア４６と、永久磁石４８とを備え、出力軸（軸心）Ｃを中心に回転可能に支持されている。このロータコア４６は、軸心Ｃを含む視線より見た場合に円形状の略リング状の磁性板材４５が複数積層されている。さらに、開口部４７がロータコア４６の外周面４６ａ近傍のヨーク部４９の周方向に、例えば等間隔となるように形成されている。これら開口部４７内には、それぞれ永久磁石４８が保持されている。
ロータ２２は永久磁石４８がロータコア４６に埋め込まれた、所謂ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータを構成している。
【００２４】
図３に示すように、本実施形態のロータコア４６は、ロータコア４６の軸心Ｃを含む視線より見た場合に、複数の極を構成する永久磁石４８（４８Ａ，４８Ｂ）がロータコア４６の周方向に沿って所定の極ピッチ角α（各極間の中心線Ｐ−Ｐ´間の角度）で配置されている。
また、１つの極に配される永久磁石４８が第１永久磁石４８Ａおよび第２永久磁石４８Ｂとして分割配置されるように、第１永久磁石４８Ａが挿入される略矩形状の第１開口部４７Ａと、第２永久磁石４８Ｂが挿入される略矩形状の第２開口部４７Ｂと、これら第１開口部４７Ａおよび第２開口部４７Ｂ間を仕切る仕切り５０とが、ロータコア４６の外周側の領域に形成されている。そして、各開口部４７（第１開口部４７Ａ、第２開口部５５Ｂ）の長手方向軸線Ｌが、ロータコア４６の軸心Ｃを含む視線より見た場合に、極ピッチ角αの中心角を通る中心線Ｃ´に直交する。なお、以下の説明では、極ピッチ角αの中心線を中心線Ｃ´と定義する。
【００２５】
以下の説明では、開口部４７および永久磁石４８の形状について説明するが、第一開口部４７Ａと第二開口部４７Ｂの形状、および、第一永久磁石４８Ａと第二永久磁石４８Ｂの形状はともに仕切り５０を介して対称であるため、以下、第一開口部４７Ａおよび第一永久磁石４８Ａの形状についてのみ説明する。
【００２６】
第一開口部４７Ａは、第一直線部５１と、第二直線部５２と、第三直線部５３と充填用切欠部５４およびフラックスバリア５５により略矩形状に構成されている。
このうち、第一直線部５１は仕切り５０の側面に対応する位置にあり、軸心Ｃを含む視線より見た場合にロータコア４６の径方向に沿うように形成されている。第二直線部５２は、仕切り５０における軸心Ｃ側（ロータコア４６の内径側）の端部から第一直線部５１に対して略直角方向に延設されており、その両端には接着剤を充填するための充填用切欠部５４が設けられている。第三直線部５３は、仕切り５０における外周面４６ａ側の端部から第一直線部５１に対して略直角方向に延設されている。そして、フラックスバリア５５は、第二直線部５２の端部および第三直線部５３の端部から周方向外方へ膨出するように形成されている。なお、フラックスバリア５５の周縁部（第一の円弧）７６Ａは円弧形状となるように形成されており、その曲率半径は、大きいほどフラックスバリアを形成する上で好ましい。
第一永久磁石４８Ａを第一開口部４７Ａに挿入した状態でロータコア４６が回転すると、第一永久磁石４８Ａに遠心力がかかる。これにより、第一の円弧７６Ａには引張応力が働くが、第一の円弧６Ａの曲率半径を大きく形成しておくことにより、特に遠心力が働きやすいフラックスバリア５５の外径側における応力を、広く効果的に分散することができる。このように、遠心力による第一永久磁石４８Ａの引張応力を広く分散できるため、ロータコア４６の破損を防止でき、所定の強度を確保することができる。
【００２７】
第一開口部４７Ａ内には第一永久磁石４８Ａが配設されている。この第一永久磁石４８Ａは、第一開口部４７Ａの第一直線部５１に対応した第一直線部６１と、第一開口部４７Ａの第二直線部５２に対応した第二直線部６２と、第一開口部４７Ａの第三直線部５３に対向した第三直線部（平面部）６３と、第一開口部４７Ａの第二直線部６２の端部と第三直線部６３の端部とを繋ぎ、第一直線部６１と略平行に延設された第四直線部（第一開口部４７Ａの短手方向の側面）６４と、を有している。つまり、第一永久磁石４８Ａは軸心Ｃを含む視線より見た場合に、たとえば略長方形などの矩形状に形成されている。
【００２８】
さらに、第一永久磁石４８Ａの径方向外側の第三直線部６３に対向する第一開口部４７Ａの内壁側面（第三直線部５３）は、その周方向の中央４７Ａ１の周辺領域が、周方向の両端部４７Ａ２に対してロータコア４６の径方向外側に位置している。この中央４７Ａ１の周辺の、両端部４７Ａ２よりも径方向外側に位置している領域を逃げ溝６６とする。
逃げ溝６６は、第三直線部５３に所定の範囲に亘って形成されている。このように第三直線部５３に逃げ溝６６が形成されていることにより、ロータコア４６の回転時に永久磁石４８に遠心力が発生しても、永久磁石４８は少なくとも各両端部４７Ａ２の２箇所に当接する。このため、永久磁石４８が第一開口部４７Ａの内壁側面の一箇所に集中して当接することがなく、ロータコア４６に応力集中箇所が生じることを抑制できる。したがって、ロータコア４６の強度を向上することができる。また、逃げ溝６６を設ける範囲を調整することにより、永久磁石４８の応力がかかる箇所を任意に設定することができる。
【００２９】
また、第一永久磁石４８Ａの仕切り５０側の第一直線部６１に対向する第一開口部４７Ａの内壁側面（第一直線部５１）に、逃げ溝６７が所定の領域に亘って形成されている。逃げ溝６７は、仕切り５０の周方向の厚さが薄くなるように形成されている。このように逃げ溝６７が形成されていることにより、ロータコア４６の回転時に永久磁石４８に遠心力が発生すると、永久磁石４８は第一直線部５１の一部の領域に当接する。このため、逃げ溝６７を設ける範囲を調整することにより、永久磁石４８の応力がかかる箇所を意図的に設定することができる。したがって、ロータコア４６の強度を向上することができる。
【００３０】
また、図３に示すように、軸心Ｃを含む視線よりロータコア４６を見た場合、ヨーク部４９における外周面４６ａの極ピッチ角αに対応する部分は湾曲形成されている。つまり、ヨーク部４９における外周面４６ａの軸心Ｃからの距離は、中心線Ｃ´とロータコア４６の外周面４６ａとの交点４６ａ１から外周面４６ａの極ピッチ角αの周方向両端部に近づくに従って短くなっている。以下、ヨーク部４９の外周面４６ａのうち、極ピッチ角αの周方向両端部に最も近い部分を周方向両端部４６ａ２とする。
具体的に説明すると、図２に示すように、軸心Ｃから交点４６ａ１までの長さＨ１と、軸心Ｃから両端部４６ａ２までの長さＨ２とを比較すると、Ｈ１＞Ｈ２となっている。すなわち図３に示すように、外周面４６ａとステータ２１の外周面（ティース部）とのギャップ（隙間）は、交点４６ａ１から周方向両端部４６ａ２に近づくに従って大きくなっている。
【００３１】
図４に、外周面４６ａの周方向両端部４６ａ２とステータ２１のティース部とのギャップ（隙間）の大きさと、コギングトルクおよびトルクリップルの大きさとの相関関係を解析した結果を示す。図４に示すように、周方向両端部４６ａ２とステータ２１のティース部とのギャップを大きくするに従い、コギングトルクおよびトルクリップルが低減することが分かる。つまり、軸心Ｃからの距離を、交点４６ａ１から周方向両端部４６ａ２に近づくに従って短くすることにより、ロータコア４６の強度を確保しつつ、コギングトルクおよびトルクリップルを効果的に低減できる。その結果、ロータコア４６が回転する際の騒音や振動の発生を抑制することができる。
【００３２】
図３に戻り、ロータコア４６において隣り合う各極間の開口部４７の周方向両側には、外周面４６ａから軸心Ｃ方向に延在する、第１溝７０Ａと第２溝７０Ｂとからなる一組の溝部（補極形成溝）７０が形成されている。つまり、補極形成溝７０は、磁極分だけ形成されている。図３に示すように、隣接する第１溝７０Ａと第２溝７０Ｂとの間に挟まれた領域が補極７１として構成されている。この補極７１は、磁束の通過する領域として機能する。
【００３３】
溝部７０（第１溝７０Ａ、第２溝７０Ｂ）は、軸心Ｃを含む視線より見た場合に、フラックスバリア５５の直近に平面視略Ｕ字状で形成されている。ここで、第一永久磁石４８Ａの近傍に形成された溝部を第１溝７０Ａとし、第二永久磁石４８Ｂの近傍に形成された溝部を第２溝７０Ｂとする。つまり、ロータコア４６における第１溝７０Ａと第２溝７０Ｂとの間に挟まれた領域が補極７１となっている。
【００３４】
補極７１の外周縁７１ａの周方向両側には、周方向両側へ突出した凸部７２がそれぞれ形成されている。この補極７１の周方向の厚みは、径方向内側の領域の厚みＷ１よりも、外周縁７１ａの領域の厚みＷ２の方が厚く形成されている。この凸部７２の形状としては、軸心Ｃを含む視線より見た場合に略矩形状の形状であることが望ましい。凸部７２が略矩形状で形成されていることにより、溝部７０の周方向の幅を確保しつつ、凸部７２の面積をできる限り大きく確保することができる。
また、補極７１における外周面７１ｂから軸心Ｃまでの長さは、補極７１の周方向に沿って略同一になっている。つまり、補極７１の外周面７１ｂとステータ２１のティース部とのギャップ（隙間）は、全長に亘って略同一になっている。
【００３５】
さらに、溝部７０の内周面７０ａは湾曲形成されており、中心線Ｃ´から補極７１が配された側に近づくに従って、内周面７０ａと軸心Ｃとの距離が徐々に短くなっている。溝部７０の内周面７０ａをこのように湾曲形成することにより、補極７１の周方向の幅を大きく確保することができる。このため、モータ２３としてのトルク向上やロータコア４６の強度向上を図ることができる。なお、内周面７０ａを上述したように湾曲形成した場合と、Ｕ字状になるように形成した場合とでは、ロータ２２の回転により永久磁石４８の遠心力が発生した場合であっても、その応力分布は変わらない。つまり、内周面７０ａの形状がいずれの場合であっても、内周面７０ａの中心線Ｃ´側には応力が生じるが、補極７１側には応力が生じない。したがって、溝部７０の内周面７０ａと軸心Ｃとの距離を、中心線Ｃ´から補極７１が配された側に近づくに従って徐々に短くなるように湾曲形成することにより、溝部７０の周方向の幅を小さくすることができる。
【００３６】
ロータコア４６のヨーク部４９には、開口部４７（第一開口部４７Ａ、第二開口部４７Ｂ）と溝部７０（第１溝７０Ａおよび第２溝７０Ｂ）との間にそれぞれリブ７５（リブ７５Ａおよびリブ７５Ｂ）が形成されている。リブ７５Ａ、７５Ｂは、それぞれ永久磁石４８を介して対称に形成されている。よって、リブ７５の構成について、リブ７５Ａを例に、図５を用いて以下説明する。
【００３７】
リブ７５Ａの周方向の側面のうち、第一永久磁石４８Ａの側面の直線部分を第１リブ側面７６とし、補極７１側の側面の直線部分を第２リブ側面７７とする。第１リブ側面７６と第２リブ側面７７は、平行となるように設けられている。また、第１リブ側面７６および第２リブ側面７７は、軸心Ｃを含む視線より見た場合に、第四直線部６４に対して−４５°〜＋４５°の角度で傾斜するように形成されている。本実施形態においては、第１リブ側面７６および第２リブ側面７７が第四直線部６４に対して約＋３０°の角度で傾斜するように形成された例について説明する。
【００３８】
ここで、図５に示すように、第１リブ側面７６に沿う線分を第１リブ側面形成線７８とし、第２リブ側面７７に沿う線分を第２リブ側面形成線７９とする。そして、第１リブ側面形成線７８および第２リブ側面形成線７９と平行であって、かつ、第一永久磁石４８Ａの外周側角部５８を通過する線分を第１平行線８０とし、第１リブ側面形成線７８および第２リブ側面形成線７９と平行であって溝部７０の最深部（溝部７０の内周のうち、最も内径側の箇所）８９を通過する線分を第２平行線８１とする。なお、本実施形態では、第２平行線８１は、補極７１の側面７３と一致する線分となっている。
【００３９】
また、第１リブ側面７６は、円弧状の第一の円弧７６Ａに繋がっている。第１リブ側面７６は第１リブ側面形成線７８と重なっており、その領域の軸心Ｃ側の端部を第１始点８２、外周面４６ａ側の端部を第１終点８３とする。
また、第２リブ側面７７は、円弧状の第二の円弧７７Ａに繋がっている。第２リブ側面７７は第２リブ側面形成線７９と重なっており、その領域の軸心Ｃ側の端部を第２始点８５、外周面４６ａ側の端部を第２終点８６とする。
【００４０】
本実施形態では、第１リブ側面形成線７８と直交し、かつ、第１始点８２を通過する線分を第１垂線８８とした場合に、第２始点８５は、第１垂線８８よりも外周面４６ａ側に位置している。また、補極７１の側面７３の最深部８９は、第１垂線８８よりも外周面４６ａ側に位置し、かつ、第２始点８５よりも軸心Ｃ側に位置している。
さらに、第２リブ側面形成線７９と直交し、かつ、第２終点８６を通過する線分を第２垂線９０とした場合、第１終点８３は、第２垂線９０よりも軸心Ｃ側に位置している。そして、第一永久磁石４８Ａの外周側角部５８は、第２垂線９０より軸心Ｃ側で、かつ、第１終点８３よりも外周面４６ａ側に位置している。
【００４１】
本実施形態では、第１終点８３と、第一永久磁石４８Ａの外周側角部５８との間は、例えば円弧状の第一の円弧７６Ａにより繋がっている。また、第２始点８５と、最深部８９との間も例えば円弧状の第二の円弧７７Ａにより繋がっている。なお、第一の円弧７６Ａおよび第二の円弧７７Ａの形状は円弧状に限られず、直線状であっても構わない。
【００４２】
ロータ２２の軸心Ｃを含む断面の断面視において、ヨーク部４９の中で最も厚さの薄い薄肉部からなる応力吸収部９４がリブ７５に形成されている。第１垂線８８と平行で、かつ、第１リブ側面７６および第２リブ側面７７と交差する線分をそれぞれ第３垂線９１、第４垂線９２とすると、応力吸収部９４は、第１リブ側面７６と、第２リブ側面７７と、第３垂線９１および第４垂線９２に囲まれた領域となる。
【００４３】
また、第二の円弧７７Ａと外周面７１ｂとの距離Ｄ１は、隣り合う各極間の短絡磁束を低減可能な深さで形成されている。具体的には図２に示すように、軸心Ｃと最深部８９とを結んだ距離Ｘ１が、その最深部８９に近接する永久磁石４８の外周側角部５８と軸心Ｃとの距離Ｘ２よりも短くなっている。つまり、最深部８９の位置は、溝部７０と永久磁石４８とが周方向にラップするように設定されている。
【００４４】
なお、溝部７０の周方向の幅は、特に限定する必要はないが、ロータコア４６の強度が確保される程度の長さにすることが望ましい。また、溝部７０の形成位置は、できる限り、その溝部７０に近接する永久磁石４８に近い位置とすることがモータ２３の性能にとっては好ましい。しかし、図５に示されるように、溝部７０の形成位置が永久磁石４８に近いほど、応力吸収部９４の周方向の幅Ｗ３は小さくなる。このため、ロータコア４６の強度を考慮して、応力吸収部９４の周方向の幅Ｗ３と溝部７０の形成位置とを設定することが必要である。また、ロータコア４６における応力吸収部９４は、最も磁束が飽和する箇所になるが、応力吸収部９４の一方側にフラックスバリア５５が形成されるとともに、他方側に溝部７０が形成されることにより、磁束短絡の発生を防ぐことができる。
【００４５】
本実施形態によれば、開口部４７に永久磁石４８が挿入された状態でロータコア４６が軸心Ｃ回りに回転すると、永久磁石４８に遠心力が発生する。この際、リブ７５（７５Ａ、７５Ｂ）に、ロータ２２の軸心Ｃを含む断面の断面視においてヨーク部４９の中で最も厚さの薄い薄肉部からなる応力吸収部９４が設けられていることにより、永久磁石４８に起因してロータ２２に発生する応力がこの応力吸収部９４に集中する。このため、ロータ２２に発生する応力を応力吸収部９４で吸収することができる。この結果、リブ７５の付け根に応力が集中することを抑制できる。このため、リブ７５の付け根部分の厚さを確保する必要がなくなり、ロータコア４６の設計自由度を向上させることができるとともに、ロータ２２の軽量化を実現できる。
【００４６】
また、開口部４７の長手方向軸線Ｌが、ロータコア４６の軸心Ｃを含む視線より見た場合に中心線Ｃ´に直交するように形成されているため、ロータコア４６の回転による永久磁石４８の応力をリブ７５に集中させることができる。
また、リブ７５の周方向の側面に、第１リブ側面７６と、この第１リブ側面７６へ繋がる第一の円弧７６Ａと、第２リブ側面７７と、この第２リブ側面７７から補極７１へ繋がる第二の円弧７７Ａと、が設けられているため、リブ７５に集中する応力が第１リブ側面７６と第２リブ側面７７との間に設けられた応力吸収部９４に効率よく吸収させることができる。また、ロータコア４６の回転によりフラックスバリア５５の周縁部に働く引張応力を、第一の円弧７６Ａにおいて広く効果的に分散できる。このため、引張応力によるロータコア４６の破損を防止でき、所定の強度を確保することができる。
【００４７】
また、軸心Ｃからの距離が、中心線Ｃ´とロータコア４６の外周面４６ａとの交点４６ａ１から外周面４６ａの極ピッチ角αの周方向両端部４６ａ２に近づくに従って短くなるため、ロータコア４６の外周面４６ａとステータ２１のティース部（外周面）との間の距離が周方向両端部４６ａ２に近づくほど大きくなる。これにより、ロータコア４６の回転によるトルクリップルおよびコギングトルクを低減することができる。その結果、ロータコア４６が回転する際のモータ駆動時に振動や騒音が生じることを抑制できる。
また、ロータコア４６の回転による応力が応力吸収部９４で吸収されることでリブ７５が伸張しても、周方向両端部４６ａ２において、ロータコア４６の外周面４６ａとステータ２１の外周面との間に距離があるため、この箇所がロータ２２の最外周面４６ａ側より径方向外側へ突出しにくい。このため、ステータ２１とロータ２２の干渉を確実に防止できる。また、ステータ２１とロータ２２との間の隙間（ギャップ）をより小さくすることができる。
【００４８】
さらに、開口部４７に逃げ溝６６が形成されていることにより、ロータコア４６の回転時に永久磁石４８に遠心力が発生しても、永久磁石４８は少なくとも各両端部４７Ａ２の２箇所に当接する。このため、永久磁石４８が第一開口部４７Ａの内壁側面の一箇所に集中して当接することがなく、ロータコア４６に応力集中箇所が発生することを抑制できる。また、逃げ溝６６を設ける範囲を調整することにより、永久磁石４８の応力がかかる箇所を意図的に設定することができる。したがって、ロータコア４６の強度を向上することができる。
【００４９】
そして、上記のように構成されたロータ２２を有したモータ２３を採用することにより、リラクタンストルクを発生させつつ、トルクリップルを低減することができる。以上により、トルクを上昇させることができるモータ２３を提供することができる。
【００５０】
尚、本発明は上述した実施形態のみに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、ロータコア４６に仕切り５０を設けて永久磁石４８を２分割にし、第一永久磁石４８Ａと第二永久磁石４８Ｂとして配した場合の説明をしたが、永久磁石４８は分割しない構成であってもよい。
また、本実施形態においては、接着剤を充填するための充填用切欠部５４が開口部４７に形成されているが、他の手段により開口部４７内に永久磁石４８を固定できる場合には充填用切欠部５４は形成されていなくても構わない。
また、本実施形態においては、開口部４７と永久磁石４８との隙間に接着剤を充填することで永久磁石４８を固定する場合について説明したが、永久磁石４８を開口部４７内に保持可能であれば、どのような充填剤を用いても構わない。
【００５１】
さらに、本実施形態においては、第１リブ側面７６および第２リブ側面７７が軸心Ｃを含む視線より見た場合に、第四直線部６４に対して約＋３０°の角度で傾斜するように形成された例について説明をしたが、図６に示すように、リブ１７５Ａの周方向の側面が第四直線部６４に対して略平行（第四直線部６４に対して約０°の角度）となるように形成されてもよい。
また、図７に示すように、リブ２７５Ａの周方向の側面が第四直線部６４に対して約−３０°の角度で傾斜するように形成されていてもよい。つまり、第１リブの周方向の側面は、第四直線部６４に対して−４５°〜＋４５°の角度で傾斜するように形成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、リブの付け根の応力集中を抑制可能なロータおよびモータを提供することができる。
【符号の説明】
【００５３】
２０    コイル（巻線）
２１    ステータ
２２    ロータ
２３    モータ
４６    ロータコア
４６ａ    外周面
４６ａ１    交点
４６ａ２    両端部
４７（４７Ａ，４７Ｂ）    開口部
４７Ａ１    中央
４７Ａ２    両端部
４８（４８Ａ，４８Ｂ）    永久磁石
４９    ヨーク部
５０    仕切り
５８    外周側角部
６３    第三直線部（平面部）
６４    第四直線部（短手方向の側面）
６６    逃げ溝
７０    溝部（一対の補極形成溝）
７０ａ    内周面
７０Ａ    第１溝
７０Ｂ    第２溝
７１    補極
７３    補極の側面
７５（７５Ａ，７５Ｂ）    リブ
７６    第１リブ側面
７６Ａ    第一の円弧
７７    第２リブ側面
７７Ａ    第二の円弧
７８    第１リブ側面形成線
７９    第２リブ側面形成線
８０    第１平行線
８１    第２平行線
８２    第１始点
８３    第１終点
８５    第２始点
８６    第２終点
８８    第１垂線
８９    最深部（最も内径側の箇所）
９０    第２垂線
９１    第３垂線
９２    第４垂線
９４    応力吸収部（薄肉部）
Ｃ    軸心
Ｃ´    中心線
α    極ピッチ角
Ｈ１    軸心から交点までの長さ
Ｈ２    軸心から両端部までの長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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